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为解决 miRNA-222 检测灵敏度低及背景信号问题，研究人员构建以 Ag-CdTe QDs 为 ECL 发射体、H-EDR 为信号放大器的 ECL 生物传感器。实现 miRNA-222 检测限 44 aM，应用于癌细胞裂解液分析，为早期临床检测提供新策略。
在生命科学与医学检测领域，微小 RNA（miRNA）作为重要生物标志物，其精准检测对疾病早期诊断至关重要。以 miRNA-222 为例，它与肝癌等疾病的发生发展密切相关，但其在生物样本中含量极低，传统检测方法面临灵敏度不足、背景信号干扰等挑战。如何实现痕量 miRNA 的超灵敏检测，同时有效降低非特异性信号，成为困扰科研人员的关键问题。为突破这一瓶颈，国内研究团队开展了相关研究，成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：一是合成银掺杂碲化镉量子点（Ag-CdTe QDs）作为电化学发光（ECL）发射体，利用银掺杂调控量子点的晶体结构和能带间隙；二是设计发夹驱动熵驱动反应（H-EDR）作为信号放大策略，通过发夹 DNA 模块减少传统熵驱动反应中的信号泄漏问题；三是构建 “信号开 - 关” 模式的 ECL 生物传感器，结合磁珠分离和电极修饰技术，实现对目标 miRNA 的捕获与检测。此外，研究涉及癌细胞（MHCC-97L 人肝癌细胞、HeLa 宫颈癌细胞）裂解液样本的实际分析。
结果与讨论
量子点的形貌表征
通过透射电子显微镜（TEM）和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）分析显示，未掺杂的 CdTe QDs 呈球形，平均直径 3.0±0.5 nm，晶格间距 0.35 nm，对应（111）晶面，具有高结晶度。银掺杂后，Ag-CdTe QDs 晶体结构从八面体转变为立方体，这一变化缩短了电子 - 空穴复合路径，增强了 ECL 信号，其强度较未掺杂 CdTe QDs 提升 2.5 倍，且 ECL 光谱发生红移，归因于银的 d 轨道与碲的 s 轨道相互作用产生的新杂质能级及能带间隙（Eg）减小。
生物传感器的性能分析
该 ECL 生物传感器对 miRNA-222 的检测范围为 100 attomolar（aM）至 100 picomolar（pM），检测限低至 44 aM。与传统熵驱动反应（EDR）相比，H-EDR 通过发夹 DNA 锁定燃料链，显著降低了因 DNA 动态呼吸效应引起的背景信号，提升了检测的特异性和灵敏度。在实际应用中，传感器成功用于 MHCC-97L 和 HeLa 细胞裂解液中 miRNA-222 的分析，展现出良好的临床样本适用性。
结论与意义
本研究通过银掺杂优化 CdTe QDs 的 ECL 性能，结合 H-EDR 策略降低背景信号，构建了高灵敏度的 ECL 生物传感器，为痕量 miRNA-222 的检测提供了新方法。该技术不仅在肝癌等疾病的早期诊断中具有潜在应用价值，还为开发基于量子点和核酸放大反应的生物分析工具提供了新思路，有望推动无创或微创生物标志物检测在临床中的普及，助力疾病的早期干预与治疗监测。研究成果为生物医学领域中痕量分子检测提供了高效解决方案，展现了电化学发光技术与核酸纳米技术结合的广阔前景。
